材料科学概论

材料科学概论考点总结1·材料: 材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质(Materials is the stuff from which a thing is made for using.)2·材料的分类及类型:按服役领域分类：结构材料 (受力，承载)，功能材料 (半导体，超导体以及光、电、声、磁等)按化学组成分：金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料按材料尺寸分：零维材料，一维材料，二维材料，三维材料按结晶状态分：晶态材料，非晶态材料，准晶态材料3·材料科学：是一门以实体材料为研究对象，以固体物理，热力学，动力学，量子力学，冶金，化工为理论基础的交叉型应用基础学科。

4·材料的发展要素：材料的成分、组织结构、合成加工、性质与使用性能5·材料的力学性能：弹性模量，强度，塑性，断裂韧性，硬度6·塑性变形：材料在外力作用下产生去除外力后不能恢复原状的永久性变形称为塑性变形。

塑性变形具有不可逆性7·能带：满带，空带，价带，禁带8·磁性的分类：磁滞回线： Hc ：矫顽力 Hm：饱和磁场强度Br ：剩余磁感应强度 Bs：饱和磁感应强度9·不同材料的热导率特性：金属材料有很高的热导率，无机陶瓷或其它绝缘材料热导率较低，半导体材料的热传导，高分子材料热导率很低10·固溶体：合金的组元以不同的比例相互混合混合后形成的固相的晶体结构与组成合金的某一组元的相同这种相就称为固溶体.11·断裂韧度：是衡量材料在裂纹存在的情况下抵抗断裂的能力12·影响断裂失效的因素：（1）材料机械性能的影响（2）零件几何形状的影响（3）零件应力状态的影响（4）加工缺陷的影响（5）装配、检验产生缺陷的影响13·穿晶断裂：裂纹在晶粒内部扩展，并穿过晶界进入相邻晶粒继续扩展直至断裂（即蠕变）的抗力；以7001000/2.σ表示700℃下经1000h产生0.2%残余变形量的最大应力23·材料的持久强度：材料在高温长期载荷下对断裂的抗力；以50010000σ表示在500℃下经10000h发生断裂的应力值。

材料科学概论材料科学是一门研究材料的结构、性能、制备和应用的学科，是现代工程技术和工业生产的基础。

材料科学的发展对于推动科技进步、促进经济发展具有重要意义。

本文将从材料科学的基本概念、发展历程、研究内容和应用前景等方面进行介绍。

首先，材料科学是一门跨学科的学科，它涉及物理学、化学、力学、工程学等多个学科的知识。

材料科学的研究对象包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料等。

材料科学的研究内容主要包括材料的结构与性能、材料的制备与加工、材料的性能测试与评价以及材料的应用等方面。

其次，材料科学的发展历程可以追溯到人类社会的发展史。

从最早的石器时代、青铜时代到铁器时代，材料的发展推动了人类社会的进步。

随着工业革命的到来，材料科学得到了迅猛的发展，新材料的不断涌现为工业生产和科技创新提供了重要支撑。

材料科学的研究内容主要包括材料的结构与性能、材料的制备与加工、材料的性能测试与评价以及材料的应用等方面。

材料的结构与性能研究主要包括材料的晶体结构、微观结构、宏观结构以及材料的力学性能、热学性能、电学性能、光学性能等。

材料的制备与加工研究主要包括材料的制备工艺、材料的加工工艺以及材料的表面处理等。

材料的性能测试与评价主要包括材料的物理性能测试、化学性能测试、机械性能测试以及材料的可靠性评价等。

材料的应用研究主要包括材料在电子、航空航天、能源、环保、生物医药等领域的应用。

最后，随着科技的不断进步，材料科学的应用前景将更加广阔。

新材料的不断涌现将推动工业生产的转型升级，提高产品的质量和性能。

同时，材料科学的发展也将为环境保护、能源开发、生物医药等领域提供重要支撑，推动社会的可持续发展。

综上所述，材料科学作为一门重要的交叉学科，对于推动科技进步、促进经济发展具有重要意义。

我们应该加强对材料科学的研究和应用，不断推动材料科学的发展，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。

材料科学概论
材料科学概论的内容主要包括以下几个方面：
首先是介绍材料科学的概念，材料科学是应用物理、化学、生物学和工程技术去分析、认识、制造及开发物质结构和性质。

它将物理学，化学，物理化学，物理气体学，有机化学，材料物理，构筑物理结合起来，涉及材料特性，本质式结构，加工方法，安全性等方面，是工程技术解决实际问题的基础。

其次，介绍材料科学的应用领域，材料科学的应用非常广泛，涉及工业，航空，军工，能源，生物技术和计算机技术等，它能提供实际的物理和化学物质的结构与性质的解释，从而更加充分地利用各种材料，满足科研和工业生产所需。

最后，简要概括材料科学和材料工程之间的相互关系，材料科学作为基础科学，提供材料物理和化学的本质，材料工程利用材料科学研究成果，制定适用于特定目的材料性质，实用工程技术，研制出符合市场需求的先进材料，材料科学和材料工程是用于解决实际问题的有效工具。

总之，材料科学涉及到各个方面的物理和化学物质，其应用为工业提供了重要支持，材料科学和材料工程之间的相互关系也一直在发挥着重要作用。

复习特种陶瓷—材料的结构—．材料科学—无机非金属材料—失效—特种陶瓷—硅酸盐水泥—热处理—纳米材料判断题1. 低碳钢的硬度及塑性均比高碳钢的高。

错2. 橡胶是在高弹态下使用的高分子材料。

对3. 玻璃是一种晶体材料，它具有透光性、抗压强度高、但脆性大的特点。

错4. 位错、空位、间隙原子都是实际晶体中的点缺陷。

错5. 什么是材料？如何进行分类?材料是指人类社会可接受、能经济地制造有用器件或物品的固体物质。

6. 什么是材料的成分？什么是材料的组织？什么是材料的结构？材料的成分是指组成材料的元素种类及其含量，通常用质量分数（w），也可以用粒子数分数表示。

材料的组织是指在光学显微镜或电子显微镜下可观察到，能反应各组成相形态、尺寸和分布的图像。

材料的结构主要是指材料中原子的排列方式。

7. 材料科学与工程的四大要素是什么？材料成分，结构，工艺，性能。

8. 传统陶瓷坯料常见的成形方法及生产工艺？9. 什么是高分子材料？高分子材料具有哪些性能特点？高分子材料是由可称为单体的原料小分子通过聚合反应而合成的。

力学性能：最大的特点是高弹性和黏弹性。

电性能：绝大多数高分子材料为绝缘体。

热性能：绝热性。

10. 什么叫复合材料？按基体材料分为哪几类？复合材料指由两种或更多种物理性能、化学性能、力学性能和加工性能不同的物质，经人工组合而成的多相固体材料。

复合材料可分为基体相和增强相。

按基体分为树脂基、金属基陶瓷基。

11. 陶瓷由哪些基本相组成？它们对陶瓷的性能有什么影响？晶体相、玻璃相、气相。

12. 简述提高陶瓷材料强度及减轻脆性的途径？13. 按照用途可将合金钢分为哪几类？机器零部件用钢主要有哪些？可分为结构钢，工具钢，特殊钢和许多小类。

轴，齿轮，连接件。

14. 材料典型的热处理工艺有哪些？什么叫回火?退火、正火、淬火、回火。

钢件淬火后，为了消除内应力并获得所要求的性能，将其加热Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺叫做回火。

1、简述传统材料与新型材料之间的辨证关系传统材料是指已经成熟而且在工业生产中已大批量生产的材料。

新型材料是指那些已在发展，具有优异性能和应用前景的材料。

传统材料可通过采用新技术、提高技术含量、大幅度增加附加值而变成新材料。

新型材料经过长期生产和应用可转变成传统材料。

传统材料是新型材料的基础，新型材料是传统材料的推动力。

2、按物化成分可将材料分为几大类？他们的性能特征取决于什么？按物化成分可将材料分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料及复合材料。

它们的性能特征主要取决于化学键。

3、解释材料、材料科学与工程材料：是指人类社会可接受、能经济地制造出有用器件或物品的固体物质。

材料科学与工程：是研究材料组成与结构、合成与制备性质和使用性能以及它们之间的关系。

4、简述合金中两个基本相即：固溶体和化合物的特征及分类？固溶体特征：溶质原子占据溶剂原子晶体中所占部分位置或溶入到溶剂空隙中，并保持溶剂的晶体结构类型。

化合物特征：①产生位置总是总是处于固溶体之间的中间位置，也称中间相。

②中间相大多为金属化合物。

③中间相的结合键是各种化学键的混合。

④中间相可用化学式表示，但大多数中间相不遵循化学价规则。

⑤中间相性能：硬而脆，有些具有特殊功能。

固溶体分类：主要为置换型固溶体和间隙型固溶体，置换型固溶体可能是无限固溶体（如Ag-Au、Au-Cu、Mo-W、Cu-Ni、Ni-Fe、Fe-Cr、Au-Ni），而间隙型固溶体只能是有限固溶体(Cu-Zn、Ag-Zn)。

化合物分类：正常价化合物—按化合价规律形成（Mg2Si、Mg2Sn、Mg2Pb、BaSe）电子价化合物—按电子浓度规律形成（Cu3Al、Cu5Sn）间隙化合物—过渡金属+小半径非金属元素（C、N、H、O、B）当r非/r金＜0.59时——间隙相（过渡金属+ N或H、WC、TiC、VC）当r非/r金＞0.59时——复杂结构的间隙化合物[（过渡金属+B）、（Cr、Mn、Fe+C）]5、根据所学知识，在进行产品设计时应考虑哪些方面的因素？在进行产品设计时：首先应考虑产品的使用性能和服役环境。

材料科学概论所谓材料，是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质,通俗的讲就是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。

材料是人类生活和生产的物质基础，是人类认识自然和改造自然的工具，是人类进步程度的主要标志。

可以这样说，自从人类一出现就开始了使用材料。

材料的历史与人类史一样久远。

从人类的出现到二十一世纪的今天，人类的文明程度不断提高，材料及材料科学也在不断发展。

在人类文明的进程中，材料大致经历了‘‘ 1．使用纯天然材料的初级阶段 2．人类单纯利用火制造材料的阶段 3．利用物理与化学原理合成材料的阶段 4．材料的复合化阶段5．材料的智能化阶段这五个阶段。

当前，高技术新材料的发展日新月异，材料科学的内涵也将日益丰富。

我们每一天都与材料打交道，它如空气般萦绕在我们身边的每一个角落、每一分每一秒。

从清晨睁开眼睛时投射入眼底的那束光开始算起，牙刷、毛巾、牙膏……无不是材料这一庞大而复杂家庭的一份子。

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。

80年代以高技术群为代表的新技术革命，又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。

这主要是因为材料与国民经济建设和人民生活密切相关。

材料除了具有重要性和普遍性以外，还具有多样性。

从物理化学属性来分，可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型材料所组成的复合材料。

从用途来分，又分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。

更常见的两种分类方法则是结构材料与功能材料；传统材料与新型材料。

金属材料金属材料，特别是钢、铜、铝等，仍是21世纪的主要结构材料和电能传输材料。

金属材料已有成熟的生产工艺，相当多的配套设施和工业规模生产，价格低廉、性能可靠，已成为涉及面广、市场需求大的基础材料。

金属材料虽然今后会部分被高分子材料、陶瓷材料及复合材料所代替，由于它有比高分子材料高得多的弹性模量，比陶瓷高得多的韧性和良好的导电性能，在相当长的时期内改变不了它在材料中的主导地位，即使在高技术产业中也不例外.金属材料的发展趋势是：随着航天航空和其它尖端技术的飞跃的发展，在改善和提升传统材料品质的同时，金属功能材料、非平衡态金属，特别是高比强、高模量、耐高温、抗氧化，抗腐蚀、耐磨损合金和金属基复合材料会有快速的发展，如金属超导材料、钛及其合金、铝基增强复合材料，金属间化合物、形状记忆合金和纳米晶块体材料等。